matlab 数字图像处理 01

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1、第1章数字图像基础随计算机技术的发展，20世纪50年代，人们应用计算机处理一些图形和图像信息，这是最早的图像处理；20世纪60年代，人们应用计算机改善图像的质量，这时形成了数字图像处理这门学科。本章主要介绍数字图像处理的基础内容，包括什么是数字图像基础、图像的表示方法、图像的数据结构以及计算机中图像文件格式。1.1数字图像处理简介数字图像处理（DigitalImageProcessing）又称为计算机图像处理，是一种将图像信号数字化后利用计算进行处理的过程。随着计算机科学、电子学和光学的发展，数字图像处理已经广泛的应用到诸多领域之中。本小节主要介绍图像的概

2、念、分类和数字图像处理的产生以及数字图像处理的研究内容。1.1.1什么是图像图像是三维世界在二维平面的表示，具体来说就是用光学器件对一个物体，一个人或是一个场景等的可视化表示。图像中包含了它所表达的事物的大部分信息，据有关资料表示，人类所获得的大部分信息来源于视觉系统，也就是从图像中获得的。中国有句古话叫“耳听为虚，眼见为实”，可见一斑。1.1.2图像的分类根据图像的属性不同，图像分类方法也不同。从获取方式上图像分为拍摄类图像和绘制类图像；从颜色上图像分为彩色图像、灰度图像和黑白图像等；从图像的内容上图像分为人物图像，风景图像等；从功能上又分为流程图、结构

3、图、心电图、电路图、设计图等。在数字图像处理领域，将图像分为模拟图像和数字图像两种，计算机处理的信号都是数字信号，所以在计算机上处理的图像均为数字图像。根据数字图像在计算机中表示方法不同，分为二进制图像，索引图像，灰度图像，RGB图像和多帧图像；根据计算机中图像文件格式不同，图像又分为位图和矢量图。可见，图像的属性是多角度的，图像的分类也是多维的。1.1.3数字图像的产生数字图像的产生主要有两种渠道，一种是通过像数码照相机这样的设备直接拍摄得到数字图像，还有一种是通过图像采集卡、扫描仪等数字化设备，将模拟图像转变为数字图像。1.1.4数字图像处理的研究内容

4、数字图像处理的研究内容主要有以下方向：1．图像运算与变换2.图像增强3.图像复原4.图像的锐化处理及边缘检测5.图像分割6.图像编码压缩1.1.5数字图像处理的实验工具数字图像处理是通过计算机完成的，首先需要数字图像获取工具得到数字图像，图像获取工具（例如扫描仪）可以将模拟图像转换为数字图像，也可以直接通过图像获取工具（例如数码照相机）直接产生数字图像。数字图像产生后，传输到计算机中，通过计算机中的图像处理软件或是用户编写的图像处理程序都可以对图像进行出路，专业应用还可以通过图像处理工作站对专业图像处理。数字图像处理需要对大量的数据进行运算，所以通常需要计

5、算机计算速度快，内存空间大和大的硬盘存储能力。经过处理的图像主要通过显示器显示出来，有时根据需要还要求通过打印机打印出来等。数字图像处理系统如图1.7所示。1.2图像的表示方法图像的表示方法是对图像处理算法描述和利用计算机处理图像的基础。一个二维图像，在计算机中通常为一个二维数组f(x,y)，或者是一个M×Ｎ的二维矩阵（其中，M为图像的行数，N为图像的列数本小节主要介绍5种图像的表示方法：二进制图像，索引图像，灰度图像，RGB图像和多帧图像。1.2.1二进制图像二进制图像也称为二值图像，通常用一个二维数组来描述，1位表示一个像素，组成图像的像素值非0即1，

6、没有中间值，通常0表示黑色，1表示白色，如图1.8所示。二进制图像一般用来描述文字或者图形，其优点是占用空间少，缺点是当表示人物或风景图像时只能描述轮廓。1.2.2灰度图像灰度图像也称为单色图像，通常也由一个二维数组表示一副图像，8位表示一个像素，0表示黑色，255表示白色，1~254表示不同的深浅灰色，一副灰度图像放大4×4大小像素，如图1.9所示。通常灰度图像显示了黑色与白色之间许多级的颜色深度，比人眼所能识别的颜色深度范围要宽的多。1.2.3RGB图像RGB图像也称为真彩色，是一种彩色图像的表示方法，利用3个大小相同的二维数组表示一个像素，3个数组分

7、别代表R、G、B三个分量，R表示红色，G表示绿色，B表示蓝色，通过三种基本颜色可以合成任意颜色，如图1.10所示RGB图像。每个像素中的每种颜色分量占8位，每一位由[0，255]中的任意数值表示，那么一个像素由24位表示，允许的最大值为224（即1677216，通常记为16M）。1.2.4索引图像索引图像是一种把像素值直接作为RGB调色板下标的图像。在MATLAB中，索引图像包含一个数据矩阵X和一个颜色映射（调色板）矩阵map。数据矩阵可以是8位无符号整型、16位无符号整型或双精度类型的。1.2.5多帧图像多帧图像是一种包含多幅图像或帧的图像文件，又称为多

8、页图像或图像序列，主要用于需要对时间或场景上相关图像集合进行操作的